繼電(diàn)保護中(zhōng)容易被忽視的(de)問題

 在繼電保(bǎo)護的實際應用及操作中，存在着一些比較容易被忽視的問題，分析如下：

       1、 線路中勵磁湧流問題 

       1.1 線路中勵磁湧流對繼電保護裝置的影響(xiǎng)

       勵磁湧流是由于變壓器空載投運時，鐵芯(xīn)中的磁通不能突變，出現(xiàn)非周期分量磁通，使變壓器鐵芯飽(bǎo)和，勵磁電流急劇增大(dà)而産生的。變壓器勵磁湧流最*值，可以達到變壓器額定電流的6～8倍，并且跟變壓器的容量大(dà)小有關，變壓器容量越小，勵(lì)磁湧流倍(bèi)數越大。勵磁湧流存在很大的非(fēi)周期分量，并以一定(dìng)時間系(xì)數衰減，衰減的時(shí)間常數同樣與變(biàn)壓(yā)器(qì)容量大小有(yǒu)關，容量越大，時間(jiān)常數越大，湧(yǒng)流存在時間越長。10kV線路裝有大量的配(pèi)電變壓器，在線路投入時，這些(xiē)配電變(biàn)壓器是挂在線(xiàn)路上，在(zài)合閘瞬間，各變壓器所産生的(de)勵磁湧流在線路上相互(hù)叠加(jiā)、來回反射，産生了一個複(fú)雜的電磁暫态過程，在系統阻抗(kàng)較小時，會出現較大的湧流，時間常數也較大。二段式電流保護中(zhōng)的電流(liú)速斷保護(hù)，由于(yú)要兼顧靈敏度，動作電流值往往取(qǔ)得較小，特别在長線路或系統阻抗大時更明顯。勵磁(cí)湧流值可能會大于(yú)裝置整定值，使(shǐ)保護誤動。這種情況在線路(lù)變壓器個數少、容量小以(yǐ)及系統阻抗大時并不突出，因此容易被忽視，但當線路變(biàn)壓器個數及容量增大後，就(jiù)可能出現。貴陽(yáng)市北(běi)供電局就曾經在變(biàn)電所增容後出現10kV線路由于湧流而無法正(zhèng)常投入的問題。 

       1.2 防止湧流(liú)引起誤動的方法

       勵磁湧流有一明顯的特征，就是它含有大量的二次諧(xié)波，在主變壓器主保(bǎo)護中(zhōng)就利用這個特性，來防止勵磁湧流引起保護誤動(dòng)作，但(dàn)如果用在10kV線路保(bǎo)護，必須對保護裝置進(jìn)行改造，會大大增加裝置的複雜性，因此實(shí)用性很差。勵(lì)磁湧(yǒng)流的另一特征就是(shì)它的大小(xiǎo)随時間而衰減，一開始湧流(liú)很(hěn)大，一(yī)段時間後湧流衰減爲零，流過保護(hù)裝置的電流爲(wèi)線路(lù)負荷電流，利用湧流這個特點(diǎn)，在電流速斷保護加入一(yī)短時間延時，就可以防止勵磁湧流引起的誤動作，這種方法*點是(shì)不用改造保護裝置(zhì)(或隻作簡單改(gǎi)造)，雖(suī)然會增加故障時間(jiān)，但對于像10kV這種對系統(tǒng)穩定運行影響較小之處還是适用。爲(wèi)了保證可靠地躲過勵磁湧流，保護裝置中加速回路同(tóng)樣要加入延時。通過幾年(nián)的摸索，在10kV線路電流速斷保護及加速(sù)回(huí)路中(zhōng)加入了0.15～0.2s的時限，就近幾年運行來看，運行安全，并(bìng)能很好(hǎo)的避免由于線路中勵磁湧流造成保護(hù)裝置誤動作(zuò)。

       2、 TA飽和(hé)問(wèn)題 

       2.1、 TA飽(bǎo)和對保護的影(yǐng)響(xiǎng)

       10kV線路出(chū)口處短路電流一般(bān)都較小，特别是農(nóng)網中的變電所，往往遠離電源，系(xì)統阻抗較大。對于(yú)同(tóng)一線路，出口處短路電流大小會随着系統規模及運行方式不同而(ér)不同。随着系統規(guī)模(mó)的不斷擴大，10kV系(xì)統短路電流會随(suí)着變大，可以達到TA一(yī)次額定電(diàn)流的幾百倍，系統中原有一些能正常運行的變比小的TA就可能飽和；另一方面，短路故障是一個暫态(tài)過程，短路電流中含大量非周期分量，又進一步加速TA飽和。在10kV線路(lù)短路時，由于TA飽和，感應到二次側(cè)的電流會很小或接近于零，使保護裝置拒動，故障由(yóu)母聯斷路器或主變(biàn)壓器後備(bèi)保護切除，不但延長了故障時間，會使故障範圍擴大，影響供(gòng)電可靠性，而且(qiě)嚴重威脅運行設備的安全。 

       2.2 避免TA飽(bǎo)和的方法 

       TA飽和(hé)，其實就是TA鐵芯中(zhōng)磁通飽和，而磁通(tōng)密度與感應電勢成正比，因此(cǐ)，如果TA二次(cì)負(fù)載阻抗大，在同樣電流情況下，二次回路感應電勢就大，或在同樣(yàng)的負載阻抗(kàng)下，二次電流越大，感(gǎn)應電勢就越大，這兩種情況都會使鐵芯中磁通密度大，磁通密度大到一定值時，TA就飽和。TA嚴(yán)重飽和時，一次電流全部(bù)變(biàn)成勵磁電流，二次側感應電流爲(wèi)零，流過電流繼電器的電(diàn)流爲零，保護裝置就會拒動。避免TA飽(bǎo)和主要從兩個方(fāng)面入手，一是(shì)在選(xuǎn)擇TA時，變比不能選得太小，要考慮線路短路時TA飽和問題，一般10kV線路保護TA變比最好大于300/5。另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗，盡量避免保護和(hé)計量(liàng)共用TA，縮(suō)短TA二(èr)次電纜長度及加大二次電纜截(jié)面；對(duì)于綜合自(zì)動化變電所，10kV線路盡可能選用保護、測控合一的産品，并在控制屏上就地安(ān)裝，這樣能有效減(jiǎn)小二次回路阻抗，防止TA飽和。 

       3、 所用變壓(yā)器保護 

       3.1、 所用(yòng)變壓器保護存在的問題(tí)

　　所用變壓器是一(yī)比較特殊的設備，容量較小但可靠性(xìng)要求非常高，而(ér)且安裝位置也很特(tè)殊，一般就接在10kV母線上，其高(gāo)壓側短路電流等于系統短路電流，可達(dá)十幾千安，低壓側出口短路電流也(yě)較大。一(yī)直對所用變壓器保護的可(kě)靠性重視不足，這将對所(suǒ)用(yòng)變壓器直至整個10kV系統的安全運行造成很大的威脅。傳統(tǒng)的所用變壓器保護(hù)使用熔斷器保護，其安全可靠性還是比較高，但随着系統短(duǎn)路容量的(de)增大，以及綜合自動化的要求提高(gāo)，這種方式已逐漸滿足不了要求。現在新建或改造的變電所，特别(bié)是綜合自(zì)動化(huà)所，大多配置(zhì)所用變壓器開關櫃，保(bǎo)護配置也跟10kV線(xiàn)路相似，而往往忽視了保護用的TA飽和問題。由(yóu)于所用變壓器容量小，一次額定電流很小，保護計量共(gòng)用TA，爲(wèi)确保計量的準确性(xìng)，設計時(shí)TA很小，有的地方甚(shèn)至選擇10/5。這樣一(yī)來，當所用變壓器故障時，TA将嚴重飽和，感應到二次回路電流幾乎爲零，使(shǐ)所用變壓器(qì)保護裝置拒動。如果是高壓側故障，短路電流足以使母聯保護或主變壓器(qì)後備保護動作而斷開故障，如果是(shì)低壓(yā)側故障，短(duǎn)路電流可能達不到母聯保護(hù)或主變壓器後(hòu)備保(bǎo)護的(de)啓動值，使得故障無法及時切除，最(zuì)終燒毀所用變壓器，嚴(yán)重影響變壓器的安全運(yùn)行。

       3.2 解(jiě)決辦法

       解決所(suǒ)用(yòng)變壓器保護拒動問題，應從合理配置(zhì)保護入(rù)手，其(qí)TA的選擇要(yào)考慮所用(yòng)變壓器故障時飽和問題(tí)，同時，計量用的TA一定要跟保護用的TA分開，保護用的(de)TA裝在高壓側，以保證對所(suǒ)用變壓器的保護，計(jì)量用TA裝在所(suǒ)用(yòng)變壓器的低壓側，以(yǐ)提高計量精度。在定值整定方面，電流速斷保(bǎo)護可按所用變壓(yā)器低(dī)壓(yā)出口(kǒu)短路進行整定，過負荷保護按(àn)所用變(biàn)壓器容量整定。

       4、 配電變壓器保護

       4.1、 10kV配電變壓器保(bǎo)護存在的問題(tí)

       10kV配電變壓器的(de)保護配(pèi)置主要有斷路器、負荷開關或負荷開關加熔斷器等。負荷(hé)開關投資省，但不能開斷短路電流，很少采用；斷(duàn)路器技術性能好，但設備投資較(jiào)高，使用複雜，廣泛(fàn)應用不現實；負荷開關加熔斷器組合的保護配置方式，既可避(bì)免采用操(cāo)作複雜、價格昂(áng)貴的斷路器，彌(mí)補負荷開關不能開(kāi)斷短路電流的缺點(diǎn)，又可滿足實際運行的需要，該配(pèi)置可作爲配電變壓器的保(bǎo)護方式。但對于容量(liàng)比較大的配電變壓器，配(pèi)備有瓦斯繼電器，需要斷路器可與(yǔ)瓦斯繼電(diàn)器相配(pèi)合，才能對變壓器進行有效的保護，必要時還應有零序保護，這些問題(tí)都是值得注意的(de)問題。

       4.2 解決辦法

       無論在10kV環網供電(diàn)單元，還是在終端用戶(hù)高壓配電單元中，采用負荷開關加高遮(zhē)斷容量後備式限流熔斷器組合的保護配置，既可提供額定負荷電流，又可斷開短路電流，并具備(bèi)開合空載變(biàn)壓(yā)器的性能，能有效保護配變壓器。爲此，推薦采用負荷開(kāi)關加高遮斷容量後備式限流熔(róng)斷器組合的配置，作爲配電變壓器(qì)保護的保護方(fāng)式。标準GB14285《繼電保護和安全自(zì)動裝置技術規程》規定(dìng)，選擇配電(diàn)變壓器的保護設備時，當容量(liàng)等于或大于800kVA，應選用(yòng)帶繼電保護裝(zhuāng)置的斷路器。對(duì)于這個規定，可以理(lǐ)解爲基于以下兩(liǎng)方面的(de)需要。 

       配電變壓器容量達到800kVA及以上時，過去大多使用油浸變壓器，并配(pèi)備有瓦斯(sī)繼電器，使用斷路器可與瓦斯繼電器相配合，從而對變壓器進行(háng)有效地保護。 

       對于裝(zhuāng)置容量(liàng)大于800kVA的用戶，因種種原因引起單相接(jiē)地故障導緻零序保護動作，從而使(shǐ)斷路器跳(tiào)閘，分隔故障，不至于引起(qǐ)變電所的(de)饋線(xiàn)斷路器動作，影響其(qí)他用戶的正常供電。标準還明确規定，即(jí)使單台變壓器未達到此容(róng)量，但如果用戶的配電變壓(yā)器的(de)總容量達到800kVA時，亦要符合此要求。 

       5 線路保護

       5.1 10kV配電線(xiàn)路保護中存在的問題

　　無論是城市内配(pèi)網線路，還(hái)是農村配網線路，都以10kV電壓等(děng)級爲主，但是10kV配電線(xiàn)路結構特點是一(yī)緻(zhì)性差，如有的爲(wèi)用戶專線，隻帶1～2個用戶，類似于(yú)輸電(diàn)線路；有的呈放射狀，幾十(shí)台變壓器T接于同一條線路的各個分支上；有的線路短到幾百(bǎi)米，有(yǒu)的線(xiàn)路長到幾十千米；有的線路由35kV變電所出線，有的線路(lù)由110kV變電(diàn)所出線；有的(de)線路上的配電變(biàn)壓器容量很小，*大不過(guò)100kVA，有的線路上卻有幾千千伏安的變壓器(qì)。

       5.2 解決辦法

       10kV配電線路的保護，一般采用電流速斷、過(guò)電流及三(sān)相一次重合閘構成。特殊線路(lù)結構或特殊負荷線路保護，不能滿足要求時，可考慮(lǜ)增加其它保護，如保護Ⅱ段、電壓閉鎖等(děng)。進行整定(dìng)計算的過程中，應該考慮特(tè)殊情況和常規(guī)情況，并進行靈敏度校(xiào)驗。對于10kV配電線路，保護(hù)裝置的配置(zhì)雖然較簡單，但由于(yú)線路的複雜性和負(fù)荷的多變性，常規和特殊情況下，保護定值計(jì)算和保護裝置(zhì)的選(xuǎn)型還是值得重視的。根據諸城電網保護配置情況及運行經驗，利用規範的保護整定計算方法，各種情況均可計算(suàn)，一般均可(kě)滿足要求。